DE947518C - Verfahren zur Gewinnung von Schwefeldioxyd und der Metalle aus sulfidischen Erzen oder Konzentraten und sauerstoffhaltigen Metallverbindungen - Google Patents

Verfahren zur Gewinnung von Schwefeldioxyd und der Metalle aus sulfidischen Erzen oder Konzentraten und sauerstoffhaltigen Metallverbindungen

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DE947518C DET4631A DET0004631A DE947518C DE 947518 C DE947518 C DE 947518C DE T4631 A DET4631 A DE T4631A DE T0004631 A DET0004631 A DE T0004631A DE 947518 C DE947518 C DE 947518C
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    • C22B5/00General methods of reducing to metals

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Description

  • Verfahren zur Gewinnung von Schwefeldioxyd und der Metalle aus sulfidischen Erzen oder Konzentraten und sauerstoffhaltigen Metallverbindungen Die Erfindung betrifft ein verbessertes metallurgisches Verfahren, nach welchem Metallsulfide mit sauerstoffhaltigen Metallverbindungen umgesetzt und Schwefeldioxyd und die Metalle in elementarem Zustande gewonnen werden. Hierbei wird vor allem bezweckt, den Schwefel durch die genannte Reaktion in Form von konzentriertem oder praktisch reinem Schwefeldioxyd zu gewinnen. Insbesondere befaßt sich die Erfindung mit einem verbesserten Verfahren zur Gewinnung von Zink in elementarer Form, indem Zinksulfid mit einer sauerstoffhaltigen Zinkverbindung umgesetzt wird, die unter einregulierten Temperatur-und Druckbedingungen Sauerstoff für die Reaktion und die Verbindung mit dem Schwefel des Zinksulfids zu liefern vermag.
  • Die Erfindung kann mit Vorteil für den Umsatz von Sulfiden mit sauerstoffhaltigen Verbindungen einer großen Zahl von Metallen angewendet werden. Zink ist eines der Metalle, das unter Anwendung der vorliegenden Erfindung mit besonderem Vorteil gewonnen werden kann, und die Erfindung wird daher nachstehend insbesondere mit Bezug auf die Verarbeitung von zinksulfidhaltigen Erzen und Konzentraten beschrieben. Nach den bisher üblichen metallurgischen Verfahren zur Gewinnung von metallischem oder elementarem Zink werden die zinksulfidhaltigen Erze durch Flotation oder auf andere Weise auf ein Konzentrat verarbeitet, das in der Hauptsache aus dem Zinksulfidmineral des Erzes besteht. Das so erhaltene Konzentrat kann dann unter Zutritt von Luft einem oxydierenden Rösten unterworfen und das oxydierte Produkt erstens mit Kohlenstoff gemischt und unter atmosphärischem oder etwas höherem Druck erhitzt werden, um metallisches Zink zu erzeugen und zu verdampfen, das dann in einem Kondensator niedergeschlagen wird, oder zweitens mit einer wäßrigen Lösung einer Säure, wie Schwefelsäure, ausgelaugt werden, um eine Lösung eines Zinksalzes, wie Zinksulfat, zu bilden, die dann der Elektrolyse unterworfen und hierdurch metallisches oder elementares Zink abgeschieden wird. Hierbei sind jedoch gewisse Verluste an Zink in den verworfenen Schlacken, durch Verschütten von Lösungen, in Rückständen usw. unvermeidlich, und infolgedessen geht die Gewinnung an Zink nach diesen Verfahren selten über 96 °/o hinaus, und sie liegt gewöhnlich zwischen etwa 9o und 96 °/o.
  • Wenn das geröstete Produkt zwecks Reduktion mit Kohlenstoff gemischt und erhitzt werden soll, so wird das Rösten so durchgeführt, daß das gesamte oder nahezu gesamte Zinksulfid in Zinkoxyd umgesetzt wird; das geröstete Produkt enthält dann das Zink in der Hauptsache als Zinkoxyd, wobei jedoch kleine Mengen Zinksulfat und kleine Mengen nicht umgesetztes Sulfid vorhanden sein können. Das geröstete Produkt kann auch kleine Mengen Blei und Cadmium in Form von Verbindungen enthalten, in denen auch das Zink vorliegt, wenn diese Metalle in dem Erz oder den Konzentraten enthalten sind. Wenn das geröstete Produkt mit einer wäßrigen Schwefelsäurelösung ausgelaugt werden soll, so wird das Rösten unter sulfatisierenden Bedingungen durchgeführt und ein geröstetes Produkt hergestellt, das eine verhältnismäßig große Menge Zinksulfat enthält, wodurch an Säure gespart wird, die bei dem späteren Auslaugen für die Umwandlung zu Zinksulfat erforderlich ist.
  • Wenn ein Zinksulfidkonzentrat unter freiem Luftzutritt geröstet wird, so wird der Schwefel des Zinksulfids (und etwaiger anderer Sulfide, die in dem Konzentrat vorhanden sein können) zu gasförmigem Schwefeldioxyd umgesetzt, das sich dann mit dem Luftstrom oder dem Träger des reaktionsfähigen Sauerstoffes mischt. Das so erzeugte und das Schwefeldioxyd mitführende gasförmige Produkt enthält das Schwefeldioxyd in Mengen von etwa q. bis 6 Volumprozent des Gesamtproduktes. Da in diesen Verdünnungen das an sich wertvolle Schwefeldioxyd jedoch nur schwierig zu verwerten, andererseits aber das Ablassen von Schwefelverbindungen enthaltenden Gasen in die Atmosphäre im .allgemeinen verboten ist, müssen die das verdünnte Schwefeldioxyd enthaltenden Gase, um aus diesen das Schwefeldioxyd abzuscheiden und zu gewinnen, Absorptionsbehandlungen unterworfen werden, um Lösungen von Schwefeldioxyd zu erhalten, aus denen dann durch Wärmebehandlung oder ähnliche Maßnahmen praktisch reines Schwefeldioxydgas ausgetrieben und gewonnen werden kann. Die für die Absorption von Schwefeldioxyd aus verdünnten Gasen zu verwendenden Vorrichtungen sind jedoch teuer, und der Betrieb der Vorrichtungen zur Rückgewinnung des Schwefeldioxyds ist sehr kostspielig.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft nun ein Verfahren, durch das praktisch reines Schwefeldioxyd unmittelbar erzeugt werden kann, und zwar indem ein Metallsulfid, wie Zinksulfid, mit einer sauerstoffhaltigen Metallverbindung, wie Zinkoxyd, umgesetzt wird und nach welchem, wenn die benutzten Verbindungen Verbindungen von Metallen mit bei praktisch anwendbar hohen Temperaturen hohen Dampfdrücken sind, die Metalle verdampft und dann unter Erzeugung hochwertiger Metallprodukte kondensiert werden und nach welchem eine praktisch vollständige oder ioo°/oige Gewinnung im Gesamtverfahren erzielt werden kann. Wenn in dem durch Rösten oder durch eine Verdampfungsbehandlung (wie sie bei der Verarbeitung von zinkhaltigen Bleischlacken vom Hochofen angewendet wird) erhaltenen zinkoxydhaltigen Produkt Zinksulfat enthalten ist, so wirkt das Zinksulfat ähnlich wie Zinkoxyd als sauerstoffhaltige Zinkverbindung und liefert Sauerstoff für den Umsatz und die Verbindung mit dem Schwefel des Zinksulfids.
  • Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Charge in Form eines agglomerierten innigen Gemisches aus dem Metallsulfid und einer Metallverbindung gebildet, die verfügbaren Sauerstoff für die Reaktion und Verbindung mit dem Schwefel des Metallsulfids zwecks Bildung von Schwefeldioxyd enthält, und diese Beschickung wird dann in einen verschließbaren Vakuumofen oder eine Retorte gebracht, die mit Einrichtungen versehen sind, durch die die Beschickung in dem Ofen allmählich auf eine entsprechend erhöhte Temperatur erhitzt werden kann, und die ferner auch mit einer Vakuumeinrichtung verbunden sind, durch die der Druck in dem Ofen oder der Retorte wesentlich unter den Atmosphärendruck verringert werden kann.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren kann bei jeder geeigneten Temperatur und bei jedem geeigneten verringerten Druck durchgeführt werden. Bei der Behandlung einer Beschickung, die eine Verbindung irgendeines besonderen Metalls enthält, können die Temperatur und der Druck entsprechend den Eigenschaften des Metalls und den in Aussicht genommenen Resultaten eingestellt werden. Wenn die Vakuumeinrichtung eine feststehende Leistung besitzt und wenn ein Metall einer in der Beschickung enthaltenen Verbindung verdampft werden soll, dann kann die Temperatur auf einen Wert eingestellt werden, der gleich oder höher als die Verdampfungstemperatur des -Metalls bei dem geringsten Druck ist, der unter Anwendung der höchsten Leistung der Vakuumeinrichtung hinsichtlich der Druckverringerung erzielbar ist. Die anzuwendende Temperatur richtet sich auch nach der besonderen Ausführung des Ofens und der Leistungsfähigkeit der verschiedenen Elemente des Ofens und dem Ofen als Ganzes, damit er den verschiedenen Temperaturen und der korrodierenden Wirkung des Schwefeldioxydgases oder der Metalldämpfe oder beider widersteht.
  • Vorzugsweise werden bei der Durchführung der Erfindung angemessen hohe Temperaturen benutzt, um die Reaktion zwischen dem Metallsulfid und der sauerstoffhaltigen Metallverbindung zu fördern. Auch wird bei der Durchführung der Erfindung die Arbeitsweise, bei der das Metall einer in der Beschickung enthaltenen Verbindung verdampft wird, vorzugsweise auf das Verdampfen von Metallen beschränkt, die Dampfdrücke nicht unter dem Dampfdruck von Blei bei der benutzten Temperatur oder einen Dampfdruck nicht unter etwa i mm bei einer Temperatur von etwa 96o° C haben.
  • Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Beheizungs- und Vakuumeinrichtung so betrieben, daß in der verschlossenen Retorte eine Temperatur von etwa 96o bis iioo° C und ein Druck unter i mm aufrechterhalten wird.
  • Zur Durchführung einer vollständigen Verarbeitung einer Beschickung in einer verschlossenen Retorte kann eine elektrische Heizvorrichtung benutzt werden, durch die in der Retorte allmählich steigende Temperaturen erzeugt werden, sowie eine mit der Retorte verbundene Vakuumeinrichtung, durch die in der Retorte ein Druck von etwa 2o Micron oder darunter erzeugt werden kann. Unter Verwendung einer derartig eingerichteten Vorrichtung und einer in geeigneter Weise hergestellten Ofenbeschickung.werden die Wärmeregeleinrichtungen so eingestellt, daß zunächst eine verhältnismäßige niedrige Temperatur, beispielsweise von etwa 44o bis 5q.0° C, entwickelt wird, so daß eine allmähliche Beheizung erzielt und ein unzweckmäßiges Überhitzen der Retorte und der anderen Teile der Vorrichtung vermieden wird. Wenn die Beschickung und die Retorte gleichmäßig auf die Ausgangstemperatur erhitzt worden sind, wird die Temperatur allmählich erhöht, bis eine Höchsttemperatur von etwa 96o bis iioo° C erreicht worden ist. Die Häufigkeit und die Zeiten der Temperatursteigerungen richten sich nach den Drücken in der Retorte, die periodisch durch Anzeigevorrichtungen angezeigt werden. Der anfängliche Druck, der bei irgendeiner in der Retorte vor der Beendigung der Reaktion eingestellten Temperatur entwickelt wird, bleibt nur kurze Zeit aufrechterhalten, und es erfolgt eine allmähliche Verringerung im Druck, da die Geschwindigkeit der Entwicklung oder Erzeugung von flüchtigen Reaktionsprodukten mit der allmählichen und fortlaufenden Verringerung der reagierenden Stoffe der Beschickung abnimmt. Bei derVerarbeitung einer zinkhaltigen Beschickung und insbesondere wenn geringe Mengen Blei vorhanden sind, wird die Temperatur in dem Ofen oder der Retorte allmählich auf iioo° C erhöht, und es werden gleichzeitig die Gase aus dem Innern der Retorte abgezogen und die Vorrichtung für die Druckverringerung fortlaufend in Betrieb gehalten, bis in der Retorte ein praktisch konstanter Druck hergestellt worden ist. Das Auftreten eines konstanten Druckes, der bei einer Temperatur von iioo° C unter dem Dampfdruck des reduzierbaren Metalls in der Retorte liegt, kann als Anzeichen dafür angesehen werden, daß die Reduktion wahrscheinlich beendet ist. Die Erfindung umfaßt natürlich auch Arbeitsweisen, die kurz vor Beendigung der Reaktionen angehalten werden können, d. h. Verfahrensweisen, bei denen die Grundzüge der Erfindung zwar angewendet, aber die Vorteile der Erfindung nicht voll ausgenutzt werden.
  • Um die höchste Ausbeute an Schwefeldioxyd und an Metall in elementarer Form zu erzielen, ist es wichtig, daß die Komponenten der Beschickung in feinzerkleinerter Form vorliegen und innig gemischt werden, so daß ein praktisch homogenes Gemisch erhalten wird.
  • Mit Beschickungen, die aus so kleinen Teilchen bestehen, daß sie durch ein Sieb mit etwa achtzig Maschen je cm Kantenlänge hindurchgehen, kann praktisch eine vollkommene Ausbeute an Schwefeldioxyd und elementarem Metall in verhältnismäßig kurzer Zeit erhalten werden. Mit Beschickungen, die aus so kleinen Teilchen bestehen, daß sie durch ein Sieb mit etwa vierzig Maschen j e cm Kantenlänge hindurchgehen, können befriedigende und nahezu vollkommene Resultate in etwas längerer Zeit erhalten werden. Beschickungen, in denen die eine Komponente aus verhältnismäßig groben Teilchen besteht und die andere Komponente in Form eines sehr feinen Pulvers vorliegt, können ebenfalls gut benutzt werden.
  • Die folgenden Beispiele veranschaulichen Ausführungsformen der Erfindung, nach denen eine Beschickung aus einem Metallsulfid und einem Metalloxyd in einer verschlossenen, mit Pumpaggregaten versehenen Retorte auf allmählich zunehmende Temperaturen erhitzt wird und hierbei gleichzeitig die Gase aus der Retorte abgesaugt werden und die Vakuumvorrichtung fortlaufend in Betrieb gehalten wird, bis ein praktisch konstanter Druck oder ein geeigneter Druck unter ioo Micron erzielt worden ist. Beispiel i Es wurde eine Beschickung hergestellt, indem feinzerkleinerte Zinksulfidkonzentrate, die in der Hauptsache aus so kleinen Teilchen bestanden, daß sie durch ein Sieb mit etwa achtzig Maschen je cm Kantenlänge hindurchgingen, mit Zinkoxydstaub gemischt werden, der durch Blasen von geschmolzener Hochofenbleiscblacke mit Luft, die in Suspension gepulverte Kohle enthielt, erhalten wurde. Der benutzte Zinkoxydstaub bestand aus einem feinzerkleinerten Produkt, dessen Teilchen durch ein Sieb mit etwa hundert Maschen je cm Kantenlänge hindurchgingen. Es bestand nahezu ganz aus Zinkoxyd, doch enthielt es auch kleine Mengen Zinksulfat, Bleisulfid, Bleisulfat, Zinnoxyd und Zinnsulfid.
  • Die Beschickung enthielt die Zinksulfidkonzentrate und den Zinkoxydstaub in den folgenden Gewichtsmengen Zinksulfidkonzentrate (6o °/o Zn) .... 75 Teile Zinkoxydstaub (77,7 °/u Zn) ......... 127 Teile Die Komponenten der Beschickung, nämlich das Sulfid und Oxyd, wurden mit 65 Teilen Wasser und 5 Teilen Fluorwasserstoffsäure (HF) gemischt, und aus der erhaltenen plastischen Masse wurden Agglomerate hergestellt. Die Agglomerate wurden durch Erhitzen getrocknet, und die getrocknete agglomerierte Beschickung wurde dann in eine verschließbare Retorte gegeben, die mit elektrischen Heizvorrichtungen versehen war, durch die verschiedene Temperaturen in Sprüngen von etwa io° C eingestellt werden konnten, und mit einer Vakuumeinrichtung verbunden war, durch die in der geschlossenen Retorte bei Abwesenheit von flüchtigen Stoffen ein Druck unter io Micron hergestellt werden konnte. Darauf wurde die elektrische Heizvorrichtung eingeschaltet und das Beheizen der Beschickung (q-35° C) unter verringertem Druck (35o Micron) begonnen. Gleichzeitig mit dem Beheizen wurden die Gase aus dem Innern der verschlossenen Retorte abgesaugt und das Beheizen sprungweise gesteigert, bis eine Temperatur von etwa iioo° C und ein Druck von 75 Micron in der Retorte erzielt worden war.
  • Die vor Beginn des Verfahrens in der Retorte vorhandene Luft und etwaige andere unerwünschte Gase wurden aus der Retorte abgesaugt und während der ersten Minuten des Verfahrens ins Freie gedrückt. Hierauf bestand das aus der Retorte abgesaugte Gas aus Schwefeldioxyd, das aufgefangen wurde. Das erzeugte Schwefeldioxyd ist von solcher Reinheit, daß es leicht zu einer Flüssigkeit kondensiert und unmittelbar bei Verfahren benutzt werden kann, die hochqualifizierte Reaktionsmittel erfordern.
  • Es wurden etwa 9g °/o des Schwefels der Beschickung als Schwefeldioxyd entfernt, und es wurde ein festes Produkt erzeugt, das 97,5 °/o der flüchtigen Metalle der Beschickung enthielt. Beispiel 2 Es wurde eine Beschickung hergestellt, indem feinzerkleinerte Zinksulfidkonzentrate, deren Teilchen durch ein Sieb mit etwa hundert Maschen je cm Kantenlänge hindurchgingen, und feinzerkleinertes Eisenoxyd in Form von Magnetit (Fe304), dessen Teilchen ebenfalls durch ein Sieb mit etwa hundert Maschen j e cm Kantenlänge hindurchgingen, innig miteinander gemischt wurden.
  • Zur Herstellung dieses Gemisches wurden die Komponenten in folgendem Gewichtsverhältnis benutzt: Zinksulfidkonzentrate (6o0/, Zink) ... 75 Teile Eisenoxyd (Fe304) ................. 127 Teile Das Gemisch wurde mit q.o Teilen Wasser und 5 Teilen Fluorwasserstoffsäure (HF) gemischt und eine plastische Masse hergestellt, die zu Agglomeraten verarbeitet wurde. Die Agglomerate wurden erhitzt, um die gesamte Feuchtigkeit auszutreiben, und die getrockneten Agglomerate wurden dann in die Retorte der im Beispiel i benutzten Vorrichtung eingesetzt.
  • Das Verfahren wurde in' der im Beispiel i beschriebenen Weise durchgeführt. Das Erhitzen auf allmählich steigende Temperaturen und das gleichzeitige Absaugen der Gase aus der geschlossenen Retorte wurde durchgeführt, bis eine Temperatur von etwa iioo°C und praktisch ein konstanter Druck unter 2o Micron erhalten worden war.
  • Die Entwicklung von Schwefeldioxyd erfolgte fast augenblicklich, nachdem der Innenraum der geschlossenen Retorte beheizt wurde. Das während- der ersten wenigen Minuten aus der Retorte abgesaugte Gas war mit der bei der Beschickung der Retorte in dieser zurückgebliebenen Luft gemischt und verunreinigt. Hierauf bestand das aus der Retorte abgezogene Gas aus reinem Schwefeldioxyd, das zu einer Flüssigkeit kondensiert und unmittelbar bei Verfahren benutzt werden kann, die reine oder praktisch reine Reaktionsmittel erfordern.
  • Die Ausbeute an Schwefel war praktisch vollständig. Das in dem für das Metall benutzten Kondensator erhaltene Produkt war im Gewicht etwas höher als das Gewicht der flüchtigen, in der Beschickung enthaltenen und rückgewirinbaren Metalle (Zink, Blei, Cadmium, Eisen usw.). Das erhöhte Gewicht ergab sich aus einer unvermeidbaren Oxydation eines Teiles des verdampften Metalls. Das gesamte Produkt wurde mit einem Flußmittel geschmolzen, und es wurde ein oxydfreies Metallprodukt erhalten, das 87 °/o der flüchtigen und zurückgewinnbaren Metalle der Beschickung enthielt. Der oxydhaltige Rückstand kann bei dem Verfahren der Erfindung wieder benutzt werden, um dessen Gehalt an flüchtigen Metallen zu gewinnen.
  • Wenn gemäß der Erfindung Metalle verflüchtigt werden, so ist eine Oxydation eines kleinen Teiles des flüchtigen Metalls zuweilen unvermeidlich. In diesen Fällen werden das kondensierte Metall und die beigemischten Oxyde erhitzt, um das Metall zu schmelzen, so daß das Metall und die Oxyde nach an. sich bekannten Verfahren getrennt werden. Die abgetrennten Metalloxyde können in das Verfahren zurückgeführt und einer neuen Beschickung zur erfindungsgemäßen Behandlung einverleibt werden.
  • Bei Verfahren zur Gewinnung von Zink unter Verwendung einer Beschickung, die im wesentlichen aus Zinksulfid (beispielsweise in Form eines hochprozentigen Flotationskonzentrats) und Zinkoxyd (beispielsweise in Form von Zinkoxydstaub) besteht, kann die Zinkgewinnung praktisch ioo °/o betragen. Die Rückstände sind klein, und sie sind praktisch zinkfrei, so daß keine Zinkverluste auftreten, wenn sie verworfen werden. Etwaiges während der Destillation und Kondensation oxydiertes Zink kann in das Verfahren in Form eines oxydierten Produktes zwecks Wiederverarbeitung und Gewinnung des Zinkgehaltes zurückgeführt werden.
  • Die Erfindung kann mit Vorteil zur Behandlung von sulfid- und sauerstoffhaltigen Verbindungen desselben Metalls oder verschiedener Metalle benutzt werden. Auch kann die Erfindung mit Vorteil bei der Behandlung von sulfid- und sauerstoffhaltigen Verbindungen von Metallen benutzt werden, von denen eines oder mehrere flüchtig und das andere oder die anderen bei der in der Retorte erzeugten höchsten Temperatur und dem erzeugten geringsten Druck nicht flüchtig sind. So kann beispielsweise eine Beschickung aus einem Gemisch von Zink- und Eisensulfiden und Zink- und Eisenoxyden, wobei eines oder beide Metalle als Sulfid und eines oder beide Metalle als Oxyd vorhanden sind, in einer verschlossenen Retorte so verarbeitet werden, -daß fortlaufend Gas aus der Retorte abgezogen und ein Druck unter ioo Micron und vorzugsweise unter 5o Micron und eine Temperatur über der Siedetempe- Tatur des Zinks, aber unter der Siedetemperatur des Eisens bei dem angewendeten Druck, bei dem der Dampfdruck des Eisens vernachlässigt werden kann, erzeugt werden, wodurch nach der einen oder beiden der folgenden Gleichungen metallisches oder elementares Zink und Eisen gewonnen und getrennt werden und außerdem reines Schwefeldioxyd anfällt. FeS -f- 2 Zn0 = Fe + 2 Zn -;- S02, (z) 2 Fe. 0, - 3 Zn S = 4 Fe + 3 Zn + 3 S02. (2) Das Zink und das Schwefeldioxyd entweichen aus der Retorte in gasförmigem Zustand, und sie werden durch Kondensation des Zinks getrennt.
  • Von den gewöhnlicheren, technisch wertvollen Metallen können das Zink, Blei, Eisen, Magnesium, Kupfer, Nickel, Kobalt und Zinn erfindungsgemäß nach den folgenden Reaktionen leicht in den metallischen Zustand umgewandelt werden. Me0 + MeS = 2 Me + S02, (3) Me30, -f- 2 MeS = 5 Me -[- 2 S02, (4) 2 Me203 -E- 3 MeS = 7 Me -f- 3 S02. (5) In den vorstehenden Gleichungen bedeutet Me irgendeines oder mehrere der vorstehend erwähnten Metalle. Ein Reaktionsgemisch kann Verbindungen einer beliebigen Anzahl von verschiedenen Metallen enthalten, die gleichzeitig und in Gegenwart voneinander in dem metallischen Zustand reduziert werden können. So kann beispielsweise ein durch Flotation erhaltenes, teilweise oxydiertes Blei-Zinksulfid-Konzentrat erfindungsgemäß behandelt werden, um nach der folgenden Gleichung metallisches Blei, metallisches Zink und Schwefeldioxyd herzustellen 2 Pb O -f- 2 Zn O -[- Pb S -E- Zn S = 3 Pb + 3 Zn + 2 SO,. (6) Ebenso kann ein teilweise oxydiertes Blei-, Kupfer-, Zink- und Eisensulfid enthaltendes Flotationskonzentrat erfindungsgemäß behandelt werden, um Schwefeldioxyd und Blei, Kupfer, Zink und Eisen im metallischen oder elementaren Zustand gemäß der folgenden Gleichung herzustellen 2 Pb0 + PbS + 2 Zn0 -f- ZnS -E- 2 Cu0 -f- CuS -f- 2 F e 0 -;- Fe S = 3 Pb + 3 Zn -y- 3 Cu + 3 Fe +4S0, (7) und ein teilweise oxydiertes Nickel-, Kupfer- und Kobaltsulfidflotationskonzentrat kann erfindungsgemäß behandelt werden, um Schwefeldioxyd und Nickel, Kupfer und Kobalt in metallischem oder elementarem Zustand gemäß der folgenden Gleichung herzustellen = 2 Ni 0 + Ni S -f- 2 Cu O + Cu S -f- 2 Co O + Co S 3Ni+3Cu+3Co+3S02. (8) Bei den durch die obigen Gleichungen 6, 7 und 8 dargestellten Reaktionen würden das erzeugte metallische oder elementare Blei und Zink verflüchtigt werden, während die anderen Metalle in festem Zustand in den Rückständen der Beschickungen zurückbleiben. Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Flotationskonzentrate sehr geeignet, da sie in Form von kleinen Teilchen vorliegen und kein weiteres Zermahlen erfordern, um sie für das vorliegende Verfahren brauchbar zu machen, und außerdem auch frei oder praktisch frei von nichtmetallischer Gangart und von Verbindungen unerwünschter Metalle sind.
  • Bei Verwendung von Flotationskonzentraten kann ein Teil durch Rösten oxydiert werden, um die Metallsulfide in Oxyde umzuwandeln, und das oxydierte Produkt kann dann mit einem anderen Teil des Konzentrats in solchen Mengen gemischt werden, daß die gewünschten Reaktionen zwischen den in dem Gemisch enthaltenen Oxyden und Sulfiden erhalten werden, oder es kann auch eine Menge des Konzentrats geröstet werden, um eine Teilumwandlung des Sulfids zu Oxyd zu bewirken und ein Produkt erhalten wird, das Sulfid und Oxyd in den für die Reaktion richtigen Mengen enthält. Die sulfid- und oxydhaltigen Produkte können auch aus verschiedenen Quellen erhalten werden. So kann beispielsweise ein Zinksulfidkonzentrat unmittelbar aus einer Flotationsanlage und das für die Reaktion mit dem Zinksulfid erforderliche Zinkoxyd kann aus einem Betrieb erhalten werden, der sich mit der Verarbeitung von zinkhaltigen Bleihochofenschlacken zwecks Herstellung von zinkoxydhaltigen Stauben befaßt.

Claims (2)

  1. PATENTANSPRÜCHE: x. Verfahren zur Gewinnung von Schwefeldioxyd und der Metalle aus sulfidischen Erzen oder Konzentraten und sauerstoffhaltigen Metallverbindungen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Beschickung aus einem Metallsulfid und einem Metalloxyd in einer verschlossenen Retorte unter verringertem Druck auf eine Temperatur erhitzt wird, die wenigstens so hoch wie die Verdampfungstemperatur des Metalls in elementarer Form von wenigstens einer der Verbindungen bei dem angewendeten verringerten Druck ist, hierdurch eine Reaktion zwischen dem Oxyd und dem Sulfid unter Erzeugung von elementarem Metall aus wenigstens einer der Verbindungen und von gasförmigem Schwefeldioxyd bewirkt wird, gleichzeitig Gas aus der Retorte abgezogen wird und aus diesem das gasförmige Schwefeldioxyd und das bei der angewandten Temperatur und dem angewandten Druck erzeugte flüchtige elementare Metall beispielsweise durch Kondensation gewonnen werden, während die etwa vorhandenen und unter den angewendeten Bedingungen nicht flüchtigen Metalle im Retortenrückstand anfallen. 2. Verfahren nach Anspruch x, dadurch gekennzeichnet, daß in der Beschickung für den Umsatz Sulfide und Oxyde des gleichen Metalls oder verschiedener Metalle benutzt werden. 3. Verfahren nach Anspruch z und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Beschickungen benutzt werden, bei denen die aus der Beschickung in elementarem Zustand zu verflüchtigenden Metalle bei etwa g6o°C einen Dampfdruck nicht unter etwa z mm besitzen. 4. Verfahren nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Beschickungen benutzt werden, bei denen die aus der Beschickung in elementarem Zustand zu verflüchtigenden Metalle bei etwa 96o'C einen Dampfdruck nicht unter etwa x mm und die anderen Metalle Dampfdrücke wesentlich unter i mm besitzen. 5. Verfahren nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Beschickungen aus Sulfiden und Oxyden benutzt werden, von denen wenigstens ein Metall bei 96o' C einen Dampfdruck nicht unter i mm und wenigstens ein Metall bei 96o' C einen Dampfdruck unter i mm besitzt, die Beschickung unter verringertem Druck allmählich auf eine Temperatur von wenigstens der Verdampfungsternperatur des Metalls mit dem Dampfdruck bei 96o'C von nicht unter i mm, aber unter die Verdampfungstemperatur des Metalls mit dem Dampfdruck bei 96o'C von unter i mm erhitzt wird und durch Umsatz von Oxyd und Sulfid ein fester Rückstand hergestellt wird, der das Metall vom Dampfdruck bei 96o' C von- unter i mm in elementarer Form enthält, sowie ein gasförmiges Produkt, das Schwefeldioxyd und das elementare Metall mit dem Dampfdruck bei 96o' C von nicht unter i mm enthält, und aus diesem gasförmigen Produkt das Metall und das Schwefeldioxyd abgeschieden werden. 6. Verfahren nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Beschickung aus Zinksulfid und Zinkoxyd benutzt und das Erhitzen bei einem Druck unter i mm allmählich bis auf eine Temperatur von etwa 96o bis iioo°C durchgeführt wird. 7. Verfahren nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, .daß eine Beschickung aus Bleisulfid und Bleioxyd benutzt und das Erhitzen bei einem Druck unter i mm allmählich bis auf eine Temperatur von etwa 96o bis iioo°C durchgeführt wird. B. Verfahren nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Beschickung aus Zinksulfid und Zinkoxyd und Bleisulfid und Bleioxyd benutzt wird und in dieser die Oxyd- und Sulfidverbindungen in solchen Teilmengen angewendet werden, daß etwa 2 Atome Sauerstoff auf i Atom Schwefel kommen, die Erhitzung der Beschickung unter verringertem Druck auf eine Temperatur erfolgt, die wenigstens so hoch wie die Verdampfungstemperatur des elementaren Bleis bei dem angewendeten verringerten Druck ist, beide durch die Reaktion in den elementaren Zustand übergeführten Metalle Blei und Zink zusammen mit dem gebildeten Schwefeldioxyd im gasförmigen Zustand aus der Retorte abgezogen und durch Kondensation vom Schwefeldioxyd getrennt werden. g. Verfahren nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Beschickung aus Eisensulfid und Eisenoxyd und Zinksulfid und Zinkoxyd benutzt, bis auf eine Temperatur zwischen der Verdampfungstemperatur des Zinks und der des Eisens bei dem angewendeten verringerten Druck erhitzt und aus dem gebildeten und abgezogenen gasförmigen Produkt das Schwefeldioxyd und das verflüchtigte elementare Zink gewonnen werden, während das elementare Eisen in dem anfallenden festen Rückstand zurückbleibt. io. Verfahren nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Beschickung aus Zinksulfid, Zinkoxyd und Bleisulfid benutzt wird, in der die Oxyd- und Sulfidverbindungen anteilmäßig in solchen Mengen vorliegen; daß 2 Atome Sauerstoff auf i Atom Schwefel kommen, und die Beschickung bei einem Druck unter i mm auf eine Temperatur von etwa 96o bis iioo°C erhitzt wird. ii. Verfahren nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Beschickung aus Eisenoxyd und Eisensulfid benutzt, die Beschickung in der Retorte bei einem verringerten Druck unter i mm auf eine Temperatur über 96o°C, aber unter die Verdampfungstemperatur des elementaren Eisens bei dem angewendeten verringerten Druck erhitzt, das gebildete gasförmige Schwefeldioxyd fortlaufend aus der Retorte abgezogen und auf diese Weise von dem gebildeten, im festen Rückstand in der Retorte verbleibenden elementaren Eisen getrennt wird. i2. Verfahren nach Anspruch i bis ii, dadurch gekennzeichnet, daß für die Herstellung der Beschickung feinzerkleinerte metallsulfidhaltige Erze oder metallsulfidhaltige Konzentrate und feinzerkleinerte metalloxydhaltige Produkte benutzt, diese innig miteinander gemischt und zweckmäßig zu Agglomeraten verarbeitet werden. In Betracht gezogene Druckschriften: Ullmann, Enzyklopädie der technischen Chemie, 2. Auflage 1928, Bd.
  2. 2, S. 404, 405 und 4o6; F. M. Loskutow, Die Metallurgie des Zinks, 1950, S. 18o.
DET4631A 1951-07-29 1951-07-29 Verfahren zur Gewinnung von Schwefeldioxyd und der Metalle aus sulfidischen Erzen oder Konzentraten und sauerstoffhaltigen Metallverbindungen Expired DE947518C (de)

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DE970865C (de) * 1952-04-20 1958-11-06 Basf Ag Verfahren zum Abroesten sulfidischer Flotationskonzentrate oder anderer feinteiliger, roestbaren Schwefel enthaltender Materialien
FR2480788A1 (fr) * 1980-04-16 1981-10-23 Outokumpu Oy Procede pour la recuperation du plomb a partir d'un concentre sulfure plombifere

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